Bachiller Ing Elect

TRANSISTORES DE EFECTO DE CAMPO

1. INTRODUCCION
Los transistores de efecto de campo (FET) son dispositivos de tres terminales: FUENTE (Source), DRENAJE
(Drain) y PUERTA (Gate) que trabajan controlando la corriente entre drenaje y fuente a través del campo
eléctrico establecido mediante la tensión aplicada al terminal de puerta.
El terminal de puerta, que funciona como terminal decontrol, no maneja virtualmente corriente, salvo
alguna corriente de fuga. El dispositivo presenta, en consecuencia, una elevada impedancia de entrada
(puede llegar a valores del orden de 10 MΩ) que resulta esencial en variadas aplicaciones como ser: llaves
analógicas, amplificadores de muy alta impedancia de entrada, etc. Son muy utilizados, también, como
resistencias controladas por tensión yfuentes de corriente.
Algunos tipos de FET presentan facilidades en cuanto a su integración en áreas pequeñas y se utilizan
especialmente en altas escalas de integración (LSI o VLSI), con un amplio desarrollo para circuitos digitales
(microprocesadores, memorias, etc.) y un permanente avance en su utilización en circuitos integrados de
aplicación analógica. Teniendo en cuenta que pueden llegar amanejar más de 10 A de corriente se utilizan
en diversas aplicaciones en reemplazo del transistor bipolar, dando un alto rendimiento en circuitos
relativamente simples.El FET es un dispositivo cuyo funcionamiento puede ser asimilado al de una fuente
de corriente controlada por tensión y presenta las siguientes características:
• es un dispositivo unipolar, tiene un único tipo de portadores.
•presenta alta impedancia de entrada. La corriente de entrada es prácticamente nula (IG).
• tiene un bajo producto ganancia-ancho de banda.
• es de fácil fabricación e integración.
i
En principio son dispositivos simétricos, o sea
D
D
bidireccionales, no hay distinción entre los terminales de drenaje
+
y fuente, salvo por el sentido de circulación de corriente. Se
toma como convención quela corriente es positiva cuando
circula de drenaje a fuente. En la fig. 1.01 se indica la
v
G
DS
convención de signos utilizada para las tensiones y la corriente
en los transistores de efecto de campo.
+
Hay dos variedades fundamentales de FET:
• el transistor de efecto de campo de juntura (JFET)
v
S
• el transistor de efecto de campo de compuerta aislada
GS
(IGFET), o máscomúnmente transistor de efecto de campo
de metal-óxido-semiconductor (MOSFET).
FIG. 1.01: CONVENCION DE SIGNOS
Ambos están disponible en dos clases (canal N y canal P).
Dentro de los MOSFET se distinguen los de enriquecimiento o normalmente abiertos y los de
empobrecimiento o normalmente en conducción.
2. TRANSISTOR DE EFECTO DE CAMPO DE JUNTURA.
2.1GENERALIDADES
Un JFET es básicamente una barrasemiconductora (tipo N o P), con contactos óhmicos en sus
extremos identificados como drenaje (D) y fuente (S), que forma un canal en el medio de la difusión (P o N)
de puerta (G). La tensión aplicada a la puerta controla la conducción entre el drenaje y la fuente al modular
el ancho del canal. En principio es un dispositivo simétrico, o sea bidireccional, no hay distinción entre
drenaje yfuente salvo por el sentido de circulación de corriente. En general se construye para que la
capacidad de puerta - drenaje (CGD) sea menor que la capacidad de puerta - fuente (CGS), esto hace una
diferencia entre ambos terminales por la cual el fabricante identifica el drenaje y la fuente.
Entre la puerta y el canal se genera una juntura PN que se mantiene en polarización inversa para elfuncionamiento del dispositivo, en consecuencia se producen dos efectos:
• formación de una zona de carga espacial que se extiende más en la parte menos dopada (el canal) y
que es función de la tensión inversa aplicada.
• elevada impedancia de puerta (la de un diodo polarizado inversamente) que se traduce en la elevada
impedancia de entrada que presenta el dispositivo.
El JFET nunca opera con la...